思維導(dǎo)圖：

前言：

**數(shù)據(jù)庫(kù)前言筆記：**

1. **數(shù)據(jù)庫(kù)的價(jià)值**
? ?- 數(shù)據(jù)管理的高效工具
? ?- 計(jì)算機(jī)科學(xué)的關(guān)鍵分支

2. **信息資源的重要性**
? ?- 現(xiàn)代企業(yè)或組織的生存和發(fā)展關(guān)鍵
? ?- 建立有效的信息系統(tǒng)至關(guān)重要

3. **數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用范圍**
? ?- 從小型系統(tǒng)到大型系統(tǒng)：OLTP, OLAP
? ?- 多種領(lǐng)域：CAD/CAM, CIMS, e-Government, e-Commerce, GIS等
? ?- 隨互聯(lián)網(wǎng)普及，日常生活中不可或缺

4. **數(shù)據(jù)庫(kù)教育的地位**
? ?- 計(jì)算機(jī)與信息管理專業(yè)的核心課程
? ?- 非計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要選修課程

5. **本章重點(diǎn)**
? ?- 介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念
? ?- 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展
? ?- 為什么使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及其重要性
? ?- 為后續(xù)章節(jié)打基礎(chǔ)

1.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的四個(gè)基本概念

筆記：

1. **數(shù)據(jù) (Data)**
? ?- 定義：描述事物的符號(hào)記錄。
? ?- 形式：不僅僅是數(shù)字。包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻等。
? ?- 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)：廣義的，不只是數(shù)值型。
? ?- 語(yǔ)義：數(shù)據(jù)和其意義是不可分的。
? ?- 結(jié)構(gòu)：例如，學(xué)生記錄描述學(xué)生的數(shù)據(jù)，這是結(jié)構(gòu)化的。

2. **數(shù)據(jù)庫(kù) (DataBase, DB)**
? ?- 定義：長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。
? ?- 特點(diǎn)：數(shù)據(jù)有永久存儲(chǔ)、有組織和可共享。
? ?- 歷史背景：以前存放在文件柜，現(xiàn)在在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上。

3. **數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (DataBase Management System, DBMS)**
? ?- 位置：位于用戶與操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理軟件。
? ?- 主要功能：
? ? ?1. 數(shù)據(jù)定義：通過(guò)數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言定義數(shù)據(jù)對(duì)象的組成與結(jié)構(gòu)。
? ? ?2. 數(shù)據(jù)組織：存儲(chǔ)和管理：提高存儲(chǔ)空間利用率和存取效率。
? ? ?3. 數(shù)據(jù)操縱：通過(guò)數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作。
? ? ?4. 事務(wù)管理和運(yùn)行管理：保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性等。
? ? ?5. 建立和維護(hù)：包括數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)功能等。
? ? ?6. 其他：如與其他軟件系統(tǒng)的通信功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能等。

4. **數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) (DataBase System, DBS)**
? ?- 定義：由數(shù)據(jù)庫(kù)、DBMS、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員組成的系統(tǒng)。
? ?- 組件：
? ? ?- 數(shù)據(jù)庫(kù)：提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。
? ? ?- DBMS：提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)功能。
? ? ?- 應(yīng)用程序：根據(jù)需求使用數(shù)據(jù)庫(kù)。
? ? ?- 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員 (DBA)：負(fù)責(zé)全面管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

?1.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

**背景**: 數(shù)據(jù)管理技術(shù)是基于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)的需求而產(chǎn)生的。這是數(shù)據(jù)處理活動(dòng)的核心，涵蓋了數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、加工和傳播的全過(guò)程。

**發(fā)展階段**:

1. **人工管理階段**
? ?* 時(shí)間：20世紀(jì)50年代中期以前
? ?* 硬件：僅有紙帶、卡片、磁帶，缺乏直接存儲(chǔ)設(shè)備。
? ?* 軟件：沒(méi)有操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理軟件
? ?* 特點(diǎn)：
? ? ?* 數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)主要用于臨時(shí)計(jì)算并在使用后被移除。
? ? ?* 應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)，需要程序員自行定義、設(shè)計(jì)和管理數(shù)據(jù)。
? ? ?* 數(shù)據(jù)不共享，面向單一應(yīng)用程序，存在大量冗余數(shù)據(jù)。
? ? ?* 數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性，任何結(jié)構(gòu)變化都需要對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序調(diào)整。

2. **文件系統(tǒng)階段**
? ?* 時(shí)間：20世紀(jì)50年代后期至60年代中期
? ?* 硬件：出現(xiàn)磁盤(pán)、磁鼓等直接存取設(shè)備
? ?* 軟件：操作系統(tǒng)內(nèi)嵌文件系統(tǒng)
? ?* 特點(diǎn)：
? ? ?* 數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存。
? ? ?* 有文件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，組織為獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件。
? ? ?* 數(shù)據(jù)共享性差，仍存在大量冗余數(shù)據(jù)。
? ? ?* 數(shù)據(jù)獨(dú)立性差，文件系統(tǒng)仍然針對(duì)特定應(yīng)用，不具備全局視野。

3. **數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段**
? ?* 時(shí)間：20世紀(jì)60年代后期至今
? ?* 硬件：大容量磁盤(pán)、價(jià)格下降
? ?* 軟件：價(jià)格上升，引入數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)
? ?* 特點(diǎn)：
? ? ?* 高度共享性，減少冗余。
? ? ?* 數(shù)據(jù)具有高度物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性。
? ? ?* 整體結(jié)構(gòu)化，使用數(shù)據(jù)模型進(jìn)行描述。
? ? ?* 數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力均由DBMS提供。

**結(jié)論**: 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從手工管理到文件系統(tǒng)，再到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的進(jìn)化過(guò)程，每個(gè)階段都代表了技術(shù)和應(yīng)用需求的轉(zhuǎn)變。從文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變特別標(biāo)志了數(shù)據(jù)管理技術(shù)的重大飛躍。

1.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

筆記：

通過(guò)比較文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在學(xué)生學(xué)籍管理例子中的應(yīng)用，我們可以明確看到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。下面概括了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

1. **數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化** ?
? ?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化的方法來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如表格形式，這種形式既直觀又容易操作。在給出的例子中，我們可以看到如何使用簡(jiǎn)單的CREATE語(yǔ)句在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化的表。

2. **數(shù)據(jù)獨(dú)立性** ?
? ?數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序是分離的，這意味著可以在不更改應(yīng)用程序的情況下更改數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。在文件系統(tǒng)中，記錄的結(jié)構(gòu)和文件之間的聯(lián)系是固定的，而在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，這種聯(lián)系是靈活的。

3. **高效的數(shù)據(jù)操作** ?
? ?使用SQL語(yǔ)言，可以簡(jiǎn)單、直觀地完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作。在給定的例子中，查詢學(xué)生信息只需要一條SQL查詢語(yǔ)句，而在文件系統(tǒng)中，則需要多行編程代碼。

4. **數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性** ?
? ?數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)通常提供數(shù)據(jù)驗(yàn)證和約束功能，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

5. **數(shù)據(jù)安全性** ?
? ?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有內(nèi)置的安全機(jī)制，如密碼保護(hù)、訪問(wèn)控制等，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。

6. **并發(fā)訪問(wèn)和事務(wù)管理** ?
? ?在多用戶環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以處理多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，同時(shí)確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

7. **數(shù)據(jù)冗余度低** ?
? ?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以避免不必要的數(shù)據(jù)重復(fù)，從而節(jié)省存儲(chǔ)空間。

8. **開(kāi)發(fā)效率提高** ?
? ?如本例所示，與文件系統(tǒng)相比，使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以大大提高程序員的開(kāi)發(fā)效率。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供的高級(jí)工具和語(yǔ)言減少了編程的復(fù)雜性和時(shí)間。

總之，與文件系統(tǒng)和人工管理相比，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了一個(gè)高效、結(jié)構(gòu)化、安全的環(huán)境，可以滿足大型、復(fù)雜應(yīng)用的需求。

主要內(nèi)容部分：

### 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

1. **數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化**:
? ? - **區(qū)別于文件系統(tǒng)**: 數(shù)據(jù)庫(kù)是整體結(jié)構(gòu)化的，而文件系統(tǒng)中記錄的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系是固化在程序中的。
? ? - **整體結(jié)構(gòu)化的意義**: 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是面向整個(gè)組織或企業(yè)的，不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部是結(jié)構(gòu)化的，還要考慮整個(gè)組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
? ? - **例子**: 學(xué)校信息系統(tǒng)中，不只考慮教務(wù)處，還要考慮學(xué)生處、研究生院、人事處等的管理需求。
? ? - **數(shù)據(jù)庫(kù)的靈活性**: 與文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存取更為靈活。

2. **數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低且易擴(kuò)充**:
? ? - **數(shù)據(jù)共享**: 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)是面向整個(gè)系統(tǒng)的，所以它可以被多個(gè)用戶和應(yīng)用共享。
? ? - **減少數(shù)據(jù)冗余**: 數(shù)據(jù)共享可以減少數(shù)據(jù)冗余和節(jié)約存儲(chǔ)空間。
? ? - **數(shù)據(jù)的不一致性**: 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)共享減少了由于數(shù)據(jù)冗余造成的不一致現(xiàn)象。
? ? - **系統(tǒng)的擴(kuò)充性**: 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)化的方式使其容易增加新應(yīng)用，滿足不斷變化的需求。

3. **數(shù)據(jù)獨(dú)立性高**:
? ? - **物理獨(dú)立性**: 數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)與用戶的應(yīng)用程序是相互獨(dú)立的。
? ? - **邏輯獨(dú)立性**: 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與用戶的應(yīng)用程序也是相互獨(dú)立的。
? ? - **意義**: 數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的編制和維護(hù)。

4. **數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制**:
? ? - **數(shù)據(jù)安全性**: 保護(hù)數(shù)據(jù)，防止不合法使用。
? ? - **數(shù)據(jù)完整性**: 控制數(shù)據(jù)在有效的范圍內(nèi)并保證數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
? ? - **并發(fā)控制**: 在多用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，確保不會(huì)相互干擾。
? ? - **數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)**: 在發(fā)生故障后，恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)到一個(gè)已知的正確狀態(tài)。

### 總結(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)是有組織、大量、長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)集合，它為各種用戶提供共享功能，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)保證了數(shù)據(jù)的完整性、安全性，可以進(jìn)行并發(fā)控制和在故障后進(jìn)行恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)轉(zhuǎn)變了信息系統(tǒng)的中心，使其從加工數(shù)據(jù)的程序轉(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，這大大提高了數(shù)據(jù)的利用率、相容性和決策的可靠性。

考察：圖1.1和圖1.2 在課后習(xí)題的選擇題第六題出現(xiàn)了，他問(wèn)DBMS建立再那種系統(tǒng)之上答案是操作系統(tǒng)

總結(jié)：

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到了這里，關(guān)于1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！